高齢者における脳ネットワークと両手協調の因果関係

シングルブラインド、疑似無作為化、シャム制御の被験者内デザインが使用されます。 この研究は、3 つの実験セッションで構成されています。 各セッションでは、3 つの刺激条件のうち 1 つが適用されました。(1) 同相刺激。 (2) 逆相刺激。 (3) シャム刺激。 セッション上の 3 つの刺激条件の順序は、参加者間で疑似ランダム化されます。 各セッション内で、2 つのタスクの実行中に刺激が適用されます: 純粋な空間ワーキング メモリ (sWM) を評価するための 2 バック タスクと、両手のスキル獲得を評価するための複雑な両手トラッキング タスク (BTT)。 セッション間の学習と持ち越し効果を最小限に抑えるために、セッション間に 6 週間のウォッシュ アウト期間が使用され、BTT タスクの 3 つの異なるバリアント (セッションごとに 1 つ) が使用されます。 これらのバリアントの順序も、参加者間で疑似ランダム化されました。

SWM を評価するために、参加者は Alekseichuk ら、2016 年に使用された 2 バック視覚空間一致サンプル テストの適応バージョンを実行します。 参加者は椅子に座り、右手を応答ボックスに置きます。 参加者の前にコンピューター画面が配置されます。 画面には、黒い背景に青い 3x3 グリッドが描かれています。 各試行は、刺激、プローブ、および応答期間の 3 つのイベントで構成されます。 刺激中、2150 ミリ秒の間、グリッドのどこかに 2 つまたは 3 つの白い点が表示されます。 50 ミリ秒の時間間隔の後、これに続いて、1 つの小さな青い点で構成されるプローブが 300 ミリ秒持続します。 応答期間 (2000 ミリ秒の持続時間) 中、参加者は応答ボタンを押すか押さないかのいずれかを要求され、プローブの位置が前の試行での刺激の位置と一致するかどうかを示します (すなわち、2 バック条件) ）。

慣れ親しむ目的で、参加者は最初にタスクの目標が何であるかを指示されます。 次に、彼らは刺激なしで一連の 10 または 20 のトライアルを練習しました。

実験 (すなわち、刺激中のタスク パフォーマンス) では、試験の完全なセットが 5 つのブロックに編成され、30 試験 (つまり、1 セットあたり 150 試験) で構成されます。 5 つのブロックは 1 分間の休憩で区切られます。 150 試行セットにおける 2 ドットまたは 3 ドットの刺激条件の分布は 50% ～ 50% で、ランダムな順序で表示されました。 試験の 40 % は一致した試験です (つまり、 58 試験) と 60% は一致しない試験 (すなわち. 87回の試行）。

この研究では、3 つの固定セットの試行、つまりセッションごとに 1 つを使用します。 セッションでのこれらのセットの順序は、参加者間で疑似ランダム化されます。

初期の両手学習を評価するために、複雑な視覚運動両手追跡タスク (BTT) を使用します。 参加者はコンピューター画面の前に座り、腕をテーブルに回します。 各人差し指はコントローラーに配置されます。 コントローラーは、指を置くための小さな溝が付いた 2 つの回転可能なダイヤルです。 2 つのダイヤルを両手で回すことにより、参加者はディスプレイ上の赤いカーソルの位置を移動できます。 ダイヤルを左右に回転させると、縦座標と横座標に沿ってカーソルが移動します。

BTT の目的は、カーソルの位置を操作して、ディスプレイに表示された直線の傾斜した線上で移動するターゲット ドットをできるだけ正確にたどることです。 各 BTT 試行は、ターゲット ラインの出現から始まります。 この線の始点、つまりディスプレイの中央に、赤いターゲット ドットが 2 秒間表示されます (つまり、 準備期間）。 次に、聴覚 GO 信号は、移動期間の開始を示します: ターゲット ドットは、参加者がダイヤルを同時に回転させることによって従わなければならないラインの周辺端に向かって、ラインに沿って一定の速度で移動し始めます。 中心から周辺へのターゲット ドットの移動時間 (つまり、 移動時間) は 5 秒です。 試行の間に、3 秒の時間間隔が実装されます。

相対的な手の間隔 (1:3 対 3:1) と回転ダイヤルの相対的な方向性 (等方向 [ISO] 対非等方向 [NON-ISO]) が異なる 4 つの異なるタスク条件があります。 ）。 具体的には、1:3 の状態では右手の人差し指が左手の 3 倍の速さでダイヤルを回す必要があり、3:1 の状態ではこのパターンが逆になります。 ISO モードでは、両方の人差し指でダイヤルを右 (ISO-R) または左 (ISO-L) に回す必要があります。 NON-ISO モードでは、両方の人差し指でダイヤルを内側 (NON-ISO-IN) または外側 (NON-ISO-OUT) に回す必要があります。

タスクに慣れるために、刺激のない 16 回の試行の練習ブロックが実装されています。 実験用（つまり 刺激中のタスク パフォーマンス)、36 試行の 4 つのブロックがあり、各タスク条件は各ブロックで 9 回繰り返されます。 ブロック間には 1 分間の休憩があります。 4 回目のブロック終了から 15 分後に、刺激なしの 36 回試行の保持ブロックが追加されます。 各ブロック内の 4 つのタスク条件の順序はランダム化されます。

3 つのセッションでの学習効果を最小限に抑えるために、線の向きの参照フレームを毎回 90 度回転させました。

刺激は、2 つのバッテリ駆動の直流 (DC) 刺激装置 PLUS デバイス (neuroConn および Eldith GmbH、Ilmenau、ドイツ) によって配信されます。 各デバイスは、焦点刺激に適した中央サラウンド ラバー リング モンタージュに接続されています。 各モンタージュは、小さな円形の中心電極 (直径 20 mm) と周囲のリング電極 (内径 40 mm、外径 60 mm) で構成されています。 中心電極は、10-20 EEG システムに従って配置されます: BA9 と BA46 の間の接合部に対応する AF4 と F4 の間の中間 (すなわち 右背外側前頭前皮質 (DLPFC)); P4 は、右後頭頂葉皮質 (PPC) に対応します。 インピーダンスは、導電性ペースト (Ten20、Weaver and Company、コロラド州、米国) を使用して 10kΩ 未満に保たれます。

同相刺激は、右の DLPFC と右の PPC に対する 6Hz 刺激で構成され、同期されます (両方のサイト間の 0° 位相ラグ)。一方、逆相刺激は非同期 6Hz 刺激 (両方のサイト間の 180° 位相ラグ) を使用します。 一貫した位相遅れを確保するために、刺激は 1 分間適用され、その後停止され、5 秒後に再開されます。 偽刺激は、電流の代わりに 6Hz の振動を利用して、物理的なズキズキする感覚を模倣します。